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“微纳结构色”你了解多少?应用在龙八上到底有多炫呢?!看这里!

时间:2021-04-23 09:06:28来源:龙八网作者:胡祖元

  什么是结构色?雨后彩虹,是我们经常见到的色,然而它却是天空中无数个透明水分子颗粒聚集在一起经过光学折射产生的色散现象。孔雀的羽毛、蝴蝶的翅膀因为表面的微纳结构产生光的干涉、衍射作用而产生斑斓的变化app。科学家们进而发现:贝母、昆虫、鸟类的许多自然界app都与化学染料、色素无关,即他们本无色,色从空中生,这些色都是空。

  大多数凭“空”造出来的色都属于物理色,比如我们经常见到的光碟表面app、钻石的璀璨光彩,肥皂水吹出来的彩色泡泡等,当这个app缤纷的潘多拉盒子被打开后,我们才领悟到“空即是色”,原来只要创造出一种纯物理的结构,通过空气和介质面的穿透、放射,就可以出色、出彩。

  01 结构色的种类

  (1)多层光学薄膜结构

  采用PVD物理气相沉积等方法在承载体表面蒸镀多层不同厚度、不同折射率的纳米级薄膜层,通过光学干涉形成结构色。光学薄膜层的界面呈几何分割,不同薄膜层的折射率在界面上可以发生跃变,在膜层内连续。薄膜材料可以是透明介质,也可以是吸收介质。

  (2)光子晶体结构

  光子晶体是由两种折射率不同的物质周期性排布形成的微观结构,制备官方主要有半导体精密加工、电子束光刻、激光直写官方以及自组装法、飞秒激光干涉法等。通过调控晶格常数、折射率等产生光子带隙,阻断特定频率的光波形成结构色。

  (3)介质-金属纳米结构

  采用微纳加工官方在含有金属的材料表面形成纳米结构。通过入射光波与该纳米结构相互作用,进而激发近场光学效应形成结构色。介质-金属纳米结构包括亚微米光栅、纳米颗粒等与金属材料的组合。调控亚微米光栅周期、取向以及金属颗粒大小、材料折射率等参数可以呈现不同的结构色。

  (4)光栅结构

  光栅结构通常采用激光直写、全息干涉、离子/电子束光刻、数控加工(CNC)等方法制备,光栅线宽通常在几百纳米到几个微米量级之间,通过调控光栅周期、角度、深度、折射率、占空比等参数,实现对光的衍射、散射作用,形成结构色。

  02 光栅结构色制作

  尽管能够产生微纳结构色的方法有很多,但是我们所见到的大多数还是光栅结构色,人们通常称之为“镭射”或“激光全息”,原因是我们早期大多采用全息干涉曝光的方法制作一些光栅结构的图文,并能产生一些动态或立体效果,曝光采用的光源是激光(有些人称“镭射”)。随着科学官方的进步,这些光栅微纳结构目前大多采用半导体投影光刻、电子束直写等方式来实现,甚至用超高精度CNC加工设备来制作带有光滑倾角变化的菲涅耳光栅透镜(俗称“猫眼”),用灰度曝光等方法来实现带有浮雕立体感的“变异菲涅尔”光栅。这些光栅微纳结构可以通过制成一个模具,实现批量手机。

  相比光子晶体、多层薄膜等微纳结构来说,光栅结构色手机效率高、成本低,还可以很方便地进行图形化设计,因此,光栅结构色成为目前市场上流行的主要结构色种类,尤其在龙八龙八防伪领域,由于app八对价格成本控制要求非常高,而光栅结构色则能够基本满足app八市场的这一低成本要求。那么,如何制作光栅结构色呢?


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